본문 바로가기 주메뉴 바로가기
22대 대한민국 국회 국회정보길라잡이 국회의원검색
회원가입 로그인
HOME

정보검색

소장정보 검색

국회도서관 홈으로 정보검색 소장정보 검색
결과 내 검색 동의어 포함
결과 내 검색 동의어 포함

-

목차보기

표제지

감사의 글

목차

요약 8

Ⅰ. 서론 12

1.1. 연구목적 및 필요성 12

1.2. 연구내용 및 범위 13

Ⅱ. 연구관련 이론 및 배경 14

2.1. 판토그라프의 기능과 구조 14

(1) 집전판의 구성 16

(2) 주습판의 요구되는 성능 16

2.2. 전차선의 구성 17

2.3. 주습판 재료의 특성과 마모현상 19

2.4. 주습판 마모원인과 영향 21

2.4.1. 가선 접촉력에 의한 기계적 마모현상 23

2.4.2. 집전전류에 의한 전기적 마모현상 25

Ⅲ. 동계주습판 재료 개선을 위한 실험결과 및 고찰 28

3.1. 동계주습판 재료의 종류 및 선정 28

(1) 입자크기 및 소결온도 등에 의한 영향 30

(2) 미세조직에 의한 영향 31

3.2. 동계주습판 재료의 마모 특성을 위한 다이나모 실험 35

3.2.1. 다이나모 실험재료 35

3.2.2. 다이나모 실험장비 및 실험방법 36

3.2.3. 실험결과 및 고찰 41

Ⅳ. 전동차 적용 실험결과 및 고찰 45

4.1. 2호선 전동차 적용 실험 45

4.1.1. 실험조건 및 방법 45

4.1.2. 실험결과 및 고찰 47

4.2. 4호선 전동차 적용 실험 48

4.2.1. 실험조건 및 방법 48

4.2.2. 실험결과 및 고찰 52

Ⅴ. 결론 56

참고문헌 57

Abstract 58

Table 1. 판토그라프 규격 14

Table 2. 주습판의 마모원인 21

Table 3. 내마모성 첨가원소에 따른 물리적 특성 29

Table 4. 내마모성 첨가원소입자크기 및 소결온도에 따른 물리적 특성 30

Table 5. 주요성분 배합 35

Table 6. 기계적 특성 35

Table 7. 압상력 변경에 따른 조건 별 주습판 마모량 39

Table 8. 2006년 서울지역 월별 강수량 47

Table 9. 서울메트로 4호선 전차선 현황 50

Table 10. 2007년 월별 강수량(서울지역) 52

Fig. 1. 판토그라프와 지붕설치도 15

Fig. 2. 판토그라프 A'ssy 16

Fig. 3. 집전판의 구성 16

Fig. 4. 동계 주습판 17

Fig. 5. 전차선 구성도 18

Fig. 6. 전차선 변전설비 구성도 18

Fig. 7. 정상마모 주습판 20

Fig. 8. 편마모현상 20

Fig. 9. 속도 증가에 따른 접촉력의 변화 24

Fig. 10. 접촉력의 증가에 따른 집전판의 기계적 마모 24

Fig. 11. 집전량에 따른 집전판 온도의 변화 25

Fig. 12. 접촉력 증가에 따른 집전판의 전기적 마모 26

Fig. 13. 판토그라프의 최적 접촉력 구역 27

Fig. 14. 주습판 경도 비교 29

Fig. 15. 주습판 마모량 비교 29

Fig. 16. 주습판의 기본적 미세조직 비교 31

Fig. 17. 주습판 흑연의 미세조직 32

Fig. 18. 금속간화합물이 미치는 내 아크성 미세조직 32

Fig. 19. 기공 크기비교 33

Fig. 20. 집전판의 film FT-IR분석 33

Fig. 21. 다이나모시험기 36

Fig. 22. 다이나모 집전판 구성 37

Fig. 23. 다이나모 시험장치 38

Fig. 24. 다이나모 전차선 측정 40

Fig. 25. 주습판 시험편 두께 측정 40

Fig. 26. 주습판 시험편 중량측정 40

Fig. 27. 시험 전 초기상태 주습판 40

Fig. 28. 시험 종료 후 주습판 40

Fig. 29. 주습판 마모량 비교 41

Fig. 30. 주습판 위치별 마모패턴 41

Fig. 31. 전차선 마모량 비교 42

Fig. 32. 재질별 소음상태 비교 42

Fig. 33. 시간변화에 따른 표면상태 42

Fig. 34. 재질별 마모량 측정 43

Fig. 35. DV257편성 주습판 실험적용 구성 45

Fig. 36. 2호선 전동차 주습판 실험 46

Fig. 37. 전동차(DV257편성) 시험 측정 결과 47

Fig. 38. 전동차(DV257편성) 실험 후의 규격품과 개선품의 마모량 비교 48

Fig. 39. 4호선 지상구간 전차선 구조 49

Fig. 40. ADV458편성 주습판 실험적용 구성 50

Fig. 41. 주습판 마모 측정 위치 51

Fig. 42. 기존 주습판 이상마모 현상 53

Fig. 43. 개선 주습판 정상마모 53

Fig. 44. 실험초기 마모 정도 비교(4월~6월) 54

Fig. 45. 개선 재질과 기존 재질 마모정도 비교 55

초록보기

판토그라프(Pantograph)는 전차선에서 전류 수전을 목적으로 전동차 지붕위에 설치되어 있으며 이동하거나 정차 중일 때 항상 일정한 전류를 차량에 공급하도록 하는 장치이다. 판토그라프는 여러 가지 부품으로 구성되고 주습판은 전차선의 전류를 전차선과 습동하여 전동차에 공급하는 중요한 부품으로 전동차 운행에 절대적인 역할을 하고 있다. 서울메트로에서 운용하는 전동차용 판토그라프는 저상십자형(Lower frame crossing type)이며 전동차 옥상에 설치하는 면적이 넓지 않아 판토그라프의 수가 많은 방식에 주로 사용된다. 1, 2호선에 적용된 판토그라프는 YT77 type으로 무게가 약 240kg이고, 3, 4호선에 적용된 판토그라프는 YT88 type으로 무게가 약 187kg로 1,2호선에 적용된 type을 경량화 시킨 것이다.

판토그라프는 이선에 의하여 전류 공급이 중단되는 경우와 전차선과 주습판(집전판)의 마찰에 의한 마모현상은 다양하고 복합적인 메카니즘으로 발생하고 있으며, 주습판의 상대적인 과마모현상을 줄이는 것이 기술력의 척도가 되고 있다. 서울메트로에서 운용하는 전동차 판토그라프에 적용된 주습판은 동계 소결합금과 철계 소결합금를 사용하고 있으며 일부 타 운영기관과 KTX 고속전철에서 카본계 재료를 도입하여 사용하고 있다. 서울메트로 2, 3, 4호선 판토그라프 주습판은 동계 소결합금재를 사용 중이나 기후변화(우기 시)에 따라 주습판이 쉽게 마모되는 현상이 발생하며 안전운행 및 유지보수 비용이 과다하게 소요되는 문제점이 있다.

본 연구에서는 먼저 주습판의 과마모 및 편마모현상을 조사 분석하고 다양한 동계 소결합금의 재질 및 사용조건을 고려한 다이나모실험을 통해 내마모 특성이 우수한 재질을 검토하였다. 또한 현재 사용중인 주습판(이하 규격품)과 다이나모실험결과 제안된 새로운 주습판(이하 개선품)의 마모현상을 실차실험을 통하여 비교분석 하였다. 본 실험결과 특히 우기 시에 최적의 내마모성을 갖는 주습판을 제시함으로써 추후 전동차 집전성능의 향상으로 안전운행과 승차감을 향상시키고 유지보수 비용을 절감할 수 있을 것으로 생각된다.

추천서가 (다양한 추천 자료를 만나보세요)

권호기사보기

권호기사 목록 테이블로 기사명, 저자명, 페이지, 원문, 기사목차 순으로 되어있습니다.
기사명 저자명 페이지 원문 기사목차